Dans cette fiche explicative, nous allons apprendre à décrire l’organisation des organismes multicellulaires en termes de cellules, de tissus, d’organes et de systèmes d’organes.
Il y a des milliards de cellules dans le corps humain, d’environ 200 variétés différentes. Comment sont organisées ces cellules ? Comment travaillent-elles ensemble pour accomplir une tâche, comme l’absorption des nutriments de notre nourriture ? L’un des concepts clés en biologie est le concept d’organisation hiérarchique. On parle d’organisation hiérarchique quand on peut classer les éléments d’une chose grande et complexe en groupes selon des caractéristiques communes, par exemple l’appartenance à un même appareil, comme l’appareil digestif. Les composants de ces groupes peuvent encore être divisés en groupes plus petits à caractères plus spécifiques, et ainsi de suite jusqu’à avoir de nombreux groupes très spécialisés.
La figure 1 montre comment cette organisation hiérarchique peut être utilisée dans des organismes pour regrouper les composants biologiques d’un grand groupe (ici, l’organisme entier) en groupes plus petits et plus spécifiques (ici, les cellules).
Les niveaux d’organisation biologique illustrés en figure 1, du plus grand au plus petit, sont : l’organisme, l’appareil, l’organe, le tissu puis la cellule. Cela signifie que de nombreuses cellules forment un tissu, plusieurs tissus forment un organe, différents organes travaillent ensemble au sein d’un appareil, et un organisme contient plusieurs appareils.
Exemple 1: Identifier l’ordre correct des niveaux d’organisation du corps humain
Classez les structures suivantes dans l’ordre de leur organisation dans le corps humain, du plus petit au plus grand : tissus, cellules, appareils, organes.
Réponse
Le corps humain est composé de milliards de cellules. Les cellules sont l’unité de base de la vie. Il y a de nombreux types de cellules dans le corps humain, ayant des structures variables et remplissant différentes fonctions spécifiques.
Ces cellules sont organisées en tissus. Un tissu est un groupe de cellules qui travaillent ensemble pour remplir une fonction spécifique. La fonction d’un tissu est déterminée par les types de cellules qui le composent.
Plusieurs types de tissus agissant ensemble forment un organe. Différents organes du corps remplissent différentes fonctions. Par exemple, le cœur pompe le sang dans tout le corps, l’estomac dégrade la nourriture, et le cerveau contrôle et coordonne les activités du corps.
Un groupe d’organes travaille ensemble dans un appareil pour remplir nos fonctions vitales. Par exemple, l’estomac et l’intestin grêle travaillent ensemble dans l’appareil digestif pour dégrader les aliments puis absorber leurs nutriments, les libérant dans la circulation sanguine. Le cœur et les vaisseaux sanguins travaillent ensemble dans l’appareil cardiovasculaire pour transporter le sang et les nutriments qu’il contient dans le corps.
Par conséquent, nous pouvons conclure que l’ordre de ces structures, de la plus petite à la plus grande, est : cellules tissus organes appareils.
Un organisme est un être vivant. Il peut être constitué d’une seule cellule, auquel cas on parle d’organisme unicellulaire. Les bactéries, les paramécies et les levures par exemple sont des organismes unicellulaires. Les organismes unicellulaires ont tous leurs processus de vie essentiels effectués par une seule cellule.
D’autres organismes peuvent être formés de nombreuses cellules, auquel cas on les appelle des organismes multicellulaires. Dans les organismes multicellulaires, différentes cellules remplissent différentes fonctions et sont organisées en structures plus grandes. C’est différent des organismes unicellulaires, où une seule cellule fait tout. Les humains sont constitués de milliards de cellules, donc nous sommes un bon exemple d’organismes multicellulaires !
Définition : Organisme
Un organisme est un être vivant, qui peut être unicellulaire ou multicellulaire.
La cellule est l’unité de base de la vie. Les cellules contiennent des structures plus petites, les organites, qui remplissent leurs fonctions vitales. Cependant, ce sont les cellules et non pas les organites qui sont considérées comme les plus petites structures vivantes, car certains types de cellules sont capables de vivre et de se reproduire de manière indépendante. Tout ce que nous considérons comme vivant est constitué d’au moins une cellule.
Définition : Cellule
La cellule est la plus petite unité biologique d’un organisme ; tous les êtres vivants sont constitués d’une ou plusieurs cellules.
Les cellules ont des formes et des composants différents pour remplir différentes fonctions. Un neurone a des branches pour communiquer avec d’autres cellules. Une cellule musculaire est remplie de protéines particulières qui lui permettent de se raccourcir ou contracter. Les globules rouges matures ont un cytoplasme riche en hémoglobine, une protéine particulière leur donnant leur couleur rouge et permettant de transporter efficacement l’oxygène. La structure de base de ces cellules est illustrée en figure 2. Comme vous pouvez le voir, chaque cellule a une forme particulière, ce qui, avec ses composants spécifiques, l’aide à faire son travail. Le processus par lequel les cellules changent et s’adaptent à un rôle spécifique s’appelle la différenciation.
Définition : Différenciation
La différenciation est la modification des cellules et des structures qu’elles contiennent leur permettant d’être adaptées à une fonction spécifique.
Comme mentionné précédemment, notre corps contient des milliards de cellules, et ces cellules sont organisées en structures. Un groupe de cellules qui travaillent ensemble pour remplir une fonction spécifique est appelé un tissu. Chez les animaux, certains types de tissus sont considérés comme simples car ils sont constitués d’une seule couche de cellules ; d’autres sont considérés complexes car ils sont composés de plusieurs couches.
Définition : Tissu
Un tissu est un groupe de cellules spécialisées qui travaillent ensemble pour effectuer des fonctions spécifiques.
Il y a 4 grands types de tissus dans le corps humain : le tissu nerveux, le tissu musculaire, le tissu épithélial et le tissu conjonctif. Ces types de tissus et leurs fonctions principales sont décrits dans le tableau 1.
Tout comme les cellules ont des organites particuliers leur permettant de faire leur travail, le travail qu’un tissu peut faire est déterminé par les types de cellules qui le composent. Le sang est un exemple de tissu conjonctif. Il se compose de globules rouges, de globules blancs, de plaquettes et de plasma. Ces composants et leurs proportions relatives sont présentés en figure 3.
Les globules rouges transportent l’oxygène, les globules blancs luttent contre l’infection, les plaquettes empêchent le saignement, et le plasma est un milieu qui transporte ces cellules ainsi que d’autres substances, comme les nutriments, dans tout le corps. Ces éléments agissent en synergie pour mener à bien la fonction principale du sang, qui est de transporter nutriments et substances à travers tout le corps.
Exemple 2: Identifier le type de cellules qui tapissent l’estomac et l’intestin grêle
Quel type de cellules spécialisées tapisse l’estomac et l’intestin grêle ?
- les cellules nerveuses
- les cellules épithéliales
- les cellules conjonctives
- les alvéoles
- les cellules souches
Réponse
Différents types de cellules ont des structures différentes les rendant adaptées à différentes fonctions. Un groupe de cellules qui travaillent ensemble pour remplir une fonction particulière s’appelle un tissu. Les tissus qui tapissent l’intérieur et l’extérieur des structures de notre corps sont appelés « tissus épithéliaux ». Le préfixe « épi- » signifie « sur » ou « autour ». Le tissu épithélial est constitué de cellules de revêtement spécialisées appelées « cellules épithéliales ». Ces cellules forment différents types de barrières en fonction de leur forme et de leur structure. Elles sont généralement facilement remplaçables car, en tant que revêtement, elles ont tendance à être rapidement usées ou endommagées.
Ainsi, c’est la réponse B : les cellules qui tapissent l’estomac et l’intestin grêle sont des cellules épithéliales.
Un groupe de tissus qui travaillent ensemble pour remplir une fonction spécifique est appelé un organe. Il y a énormément d’organes différents dans le corps humain. Certains sont connus, comme le cœur, le cerveau, le foie, les poumons et les reins, représentés en figure 4. D’autres le sont moins. Tous les follicules pileux et toutes les glandes sudoripares de votre peau peuvent être considérés comme des organes, et chaque dent est un organe. En outre, chaque vaisseau sanguin, chaque os et chaque nerf de notre corps sont considérés comme leurs propres organes !
Les organes de notre corps sont généralement composés de plusieurs types de tissus. Le détail des tissus, leur quantité et leur arrangement confèrent à chaque organe les outils dont il a besoin pour remplir une fonction spécifique. Notre estomac et notre cœur contiennent tous deux du tissu musculaire, mais le muscle du cœur est adapté pour battre constamment et automatiquement, et le muscle de l’estomac est adapté pour mélanger et brasser les aliments que nous mangeons. Chaque follicule pileux a également un petit muscle qui hérisse vos poils quand vous avez peur ou froid !
Définition : Organe
Un organe est un groupe de tissus spécialisés qui travaillent ensemble pour effectuer des fonctions spécifiques.
Un groupe d’organes qui travaillent ensemble pour remplir une fonction spécifique est appelé un appareil. Votre corps contient environ 11 appareils distincts. Chaque appareil remplit une fonction importante pour la vie. Quelques exemples d’appareils humains, les organes les composant et leurs fonctions sont donnés en tableau 2.
Les fonctions des différents organes dans un appareil déterminent la fonction de l’appareil lui-même. Votre système squelettique comprend tous vos os et articulations. Les os soutiennent le corps, et les articulations permettent le mouvement. Ainsi, le rôle du système squelettique est de servir de charpente pour le corps, en fournissant le soutien et la structure nécessaires au mouvement.
Définition : Appareil
Un appareil est un groupe d’organes qui travaillent ensemble pour remplir une fonction spécifique.
Exemple 3: Définir le terme « Appareil »
Laquelle des affirmations suivantes définit le mieux un appareil ?
- plusieurs tissus semblables qui travaillent ensemble pour remplir une fonction particulière
- une masse de cellules qui travaillent ensemble pour remplir plusieurs fonctions différentes
- un groupe des mêmes organes qui travaillent ensemble pour remplir différentes fonctions
- un groupe d’organes différents qui travaillent ensemble pour accomplir une fonction particulière
- un groupe de différents tissus qui travaillent ensemble pour remplir une fonction particulière
Réponse
Les niveaux biologiques d’organisation dans un organisme complexe et multicellulaire, de la plus petite unité à la plus grande unité, sont : les cellules les tissus les organes les appareils l’organisme. Cela signifie que les organismes sont composés de plusieurs appareils, qui sont composés d’organes, qui sont faits de tissus, qui sont faits de cellules. Chacun de ces éléments, des cellules jusqu’aux appareils, peut remplir une fonction particulière car il possède des structures adaptées à cette fonction. Un bon exemple est l’appareil digestif, qui nous permet d’absorber les nutriments de notre nourriture. L’appareil digestif regroupe des organes digestifs, tels que l’estomac, qui participent tous au processus de dégradation des aliments pour en absorber les nutriments et éliminer les déchets non digérables. Ces organes sont composés de tissus, comme le tissu musculaire et le tissu épithélial, qui contribuent au fonctionnement de l’organe.
Cela nous indique qu’un appareil est un groupe d’organes différents qui travaillent ensemble pour remplir une fonction particulière.
Maintenant que nous connaissons mieux ces niveaux d’organisation, regardons quelques exemples d’appareils dans le corps humain.
Terme clé : Appareil digestif
L’appareil digestif est l’appareil qui dégrade les aliments pour en absorber les nutriments et éliminer les restes inutiles sous forme de déchets.
La fonction principale de l’appareil digestif est de dégrader les aliments que nous mangeons, d’absorber les nutriments utiles et de se débarrasser de tout ce que notre corps ne peut pas utiliser sous forme de déchets. Les principaux organes de l’appareil digestif sont la bouche, l’œsophage, l’estomac, l’intestin grêle et le gros intestin. Ces organes et leurs emplacements approximatifs dans le corps humain sont illustrés en figure 5.
Exemple 4: Identifier l’appareil auquel l’estomac appartient
De quel appareil l’estomac est-il un élément clé ?
Réponse
Un appareil est un groupe d’organes qui travaillent ensemble pour remplir une fonction particulière. Les principaux appareils du corps humain sont l’appareil respiratoire, l’appareil cardiovasculaire, l’appareil digestif, le système reproducteur, le système immunitaire et le système nerveux.
Chacun des organes d’un appareil contribue à son fonctionnement. Par exemple, le rôle de l’appareil respiratoire est de faciliter les échanges gazeux. Les principaux organes de l’appareil respiratoire sont les poumons, qui sont adaptés pour faire entrer de l’oxygène dans le sang et sortir du dioxyde de carbone. De même, les organes de l’appareil cardiovasculaire, comme le cœur et les vaisseaux sanguins, jouent tous un rôle dans sa fonction de transport des substances à travers le corps.
La fonction de l’estomac est de dégrader les aliments que nous mangeons, de sorte que les nutriments puissent être absorbés dans l’intestin grêle. L’estomac est bien adapté à cette fonction car il a un pH très acide, qui aide à dégrader les aliments, et une paroi musculaire, qui aide à malaxer les aliments. Ainsi, l’estomac joue un rôle clé dans la digestion.
Grâce à ces informations, nous pouvons dire que l’estomac est un élément clé de l’appareil digestif.
La fonction principale de l’appareil cardiovasculaire est de transporter des substances d’un endroit à l’autre du corps. Les principaux organes de l’appareil cardiovasculaire sont le cœur, les veines, les artères et les capillaires. Les principaux vaisseaux sanguins du corps et du cœur sont illustrés en figure 6.
Mot clé : Appareil cardiovasculaire
L’appareil cardiovasculaire est l’appareil chargé de transporter des substances à travers le corps via le riche réseau de vaisseaux sanguins.
L’appareil respiratoire a pour fonction d’importer l’oxygène dont nos cellules ont besoin et d’éliminer le dioxyde de carbone, déchet du métabolisme cellulaire. Les principaux organes de l’appareil respiratoire sont la bouche, le nez, la trachée et les poumons, représentés en figure 7.
Terme clé : Appareil respiratoire
L’appareil respiratoire est l’appareil qui fait entrer l’oxygène de l’air dans le corps et relargue du dioxyde de carbone, déchet produit par nos cellules.
Les organismes multicellulaires complexes, comme les humains, sont constitués de nombreuses cellules, qui sont organisées en tissus, qui forment des organes, qui s’organisent en appareils pour remplir nos fonctions vitales. La fonction de chacune de ces structures dépend des propriétés de ses composants.
Résumons ce que nous avons appris dans cette fiche explicative.
Points clés
- Les organismes multicellulaires sont constitués de cellules, qui composent des tissus, qui composent des organes, qui forment des appareils.
- Parmi les principaux appareils de l’organisme, nous pouvons citer l’appareil cardiovasculaire, l’appareil respiratoire et l’appareil digestif.
- La fonction d’un appareil est déterminée par les fonctions des organes qui le composent, de la même manière que la fonction d’un organe est déterminée par les tissus qu’il contient.
